第十二章数量遗传

1、 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学生物界中还存在另一类遗传性状另一类遗传性状，其表现型变表现型变异是连续的异是连续的(continuous)数量性状数量性状(quantitative trait)。 如如，人身高、动物体重、生育期、果实大小，产量高低等。 通过对表现型变异的分析推断推断群体的遗传变异借助数理统计的分析方法，可以有效地分析数量性状的遗传规律。 普通遗传学普通遗传学 长江大学 P1 P2 F1 表现介于两者之间 F2 连续变异连续变异 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学

2、长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学(1)小麦籽粒颜色受2对重叠基因决定时的遗传动态 普通遗传学普通遗传学 长江大学当性状由n对独立基因决定时，则F2的表现型频率为： 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学P = G + E + GEGEP = A+D+I+E + GEGEG = A+D+I 普通遗传学普通遗传学 长江大学n超亲遗传超亲遗传( (transgressive inheritance) ) ： 在植物杂交时，杂种后代出现的一种超

3、越双亲超越双亲现象。如如 水稻的两个品种： P 早熟早熟(A2A2B2B2C1C1) 晚熟晚熟(A1A1B1B1C2C2) F1 (A1A2B1B2C1C2) 熟期介于双亲之间熟期介于双亲之间 F227种基因型（其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚更晚，而A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早更早） 普通遗传学普通遗传学 长江大学数量遗传学 研究数量性状在群体内的遗传规律目的：目的：将总表现型变异分解为分解为遗传和非遗传部分。统计参数统计参数：均值(Mean)、方差(Variance)、协方差(Covariance)和相关系数等提供可以解释遗传变异和预测变异在下一代表现程

4、度所需的信息。在研究数量性状的遗传规律时，需用用数理统计数理统计的方法的方法。 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传

5、学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学 普通遗传学普通遗传学 长江大学第四节第四节 近亲繁殖和杂种优势近亲繁殖和杂种优势n一、近交和杂交的概念一、近交和杂交的概念n二、近交与杂交的遗传效应二、近交与杂交的遗传效应杂种优势的表现和遗传理论杂种优势的表现和遗传理论 普通遗传学普通遗传学 长江大学一、近交和杂交的概念一、近交和杂交的概念1. 近交和杂交的类别近交和杂交的类别：. 杂交杂交(hybridization)： 指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程。. 异交异交(outbreeding)：亲缘关系较远的个体间随机交配。. 近交近交(inbreeding)： 亲缘关系相近个

6、体间的杂交，亦称近亲交配。. 自交自交(selfing )：主要指植物的自花授粉(self-fertilization) . 回交回交(backcross)：指杂种后代与其亲本之一再次交配。 普通遗传学普通遗传学 长江大学n近亲交配按亲缘远近的程度一般可分为：近亲交配按亲缘远近的程度一般可分为： 全同胞全同胞(full-sib)：同父母的后代； 半同胞半同胞(half-sib)：同父或同母的后代； 亲表兄妹亲表兄妹(first-cousins)：前一代的后代。 普通遗传学普通遗传学 长江大学. 回交回交(backcross)：指杂种后代与其亲本之一再次交配。例如，甲乙的Fl乙BCl， BCl乙

7、BC2， ； 或或F1甲BC1，BC1甲BC2， 。BC1表示回交第一代，BC2表示回交第二代，余类推。 也有用(甲乙)乙、或甲乙2，等方式表示的。n轮回亲本轮回亲本(recurrent parent)：被用来连续回交的亲本；n非轮回亲本非轮回亲本(non-recurrent parent)： 未被用于连续回交亲本。 普通遗传学普通遗传学 长江大学n植物群体或个体近亲交配的程度，一般根据天根据天然杂交率的高低然杂交率的高低可分为：自花授粉植物自花授粉植物(self-pollinated plant)： 如水稻、小麦、大豆、烟草等，天然杂交率低(14)；常异花授粉植物常异花授粉植物(often

8、cross -pollinated plant)： 如棉花、高粱等，其天然杂交率常较高(520)；异花授粉植物异花授粉植物(cross-pollinated plant)： 如玉米、黑麦、白菜型油菜等，天然杂交率高 (2050)，自然状态下是自由传粉。 普通遗传学普通遗传学 长江大学三、杂种优势的表现和遗传理论三、杂种优势的表现和遗传理论1.1.杂种优势杂种优势( (heterosis) )概念概念: : 普通遗传学普通遗传学 长江大学2.2.杂种优势以数值表现杂种优势以数值表现 杂种优势涉及的性状多为数量性状，故需以具体的数值来衡量和表明其优势的强弱。： . .平均优势平均优势: : 以F1

9、超过双亲平均数的%表示。 . .超亲优势超亲优势: : 以F1最优亲本的%表示。 . 对照优势：对照优势：以F1超过生产对照品种的%表示。 普通遗传学普通遗传学 长江大学3.3.杂种优势的表现杂种优势的表现：按其性状表现的性质可以分为三种类型：. .营养型营养型： 杂种营养体发育旺盛，如牧草、甘薯、烟草。. .生殖型生殖型： 杂种生殖器官发育旺盛，主要是以种子为主要生产目的的作物，如穗数、粒重、棉铃数。. .适应型适应型： 杂种对外界不良环境适应能力较强，如抗性。以上划分是相对的，一般希望上述三点的综合型。 普通遗传学普通遗传学 长江大学4 4杂种优势的共同的基本特点杂种优势的共同的基本特点：

10、. .F1不是一、二个性状突出，而是许多性状综合表现优势。说明说明杂种优势是由于双亲基因型双亲基因型的异质结合异质结合和综合作用的结果。如禾谷类作物：F1产量性状：产量性状：穗多、穗大、粒多、粒大；品质性状：品质性状：蛋白质含量高；生长势：生长势：株高、茎粗、叶大、干物质积累快；抗逆性：抗逆性：抗病、抗虫、抗寒、抗旱。 普通遗传学普通遗传学 长江大学优势大小：优势大小：决定于双亲性状的相对差异和补充。在一定范围内，双亲亲缘关系、生态类型和生理特性差异越大差异越大，并且双亲间优缺点彼此能互补，则其杂杂种优势就越强种优势就越强。优势大小与双亲基因型的高度纯合高度纯合有关：双亲基因型纯度很高 F1群

11、体基因型具有整齐一致的异质性不出现分离混杂表现出明显优势。优势大小与环境条件环境条件的作用关系密切：杂种的杂合基因型可使F1对环境条件的改变表现较高的稳定性。 普通遗传学普通遗传学 长江大学5F2 的衰退表现的衰退表现：F2群体内必然会出现性状的分离和重组分离和重组。衰退现象：衰退现象：F2生长势、生活力、抗逆性和产量等 方面明显低于低于F1的现象。衰退表现：衰退表现：. .亲本纯度越高，性状差异越大，F1优势越强 F2衰退就越严重。. .F2分离严重致使F2个体间参差不齐，差异很大。衰退程度单交 双交 品种间。杂种优势一般只能利用只能利用F1，不能利用F2，故需年年制种。 普通遗传学普通遗传

12、学 长江大学6杂种优势遗传理论杂种优势遗传理论：. .显性假说显性假说(Dominance hypothesis)：. 布鲁斯(Bruce, 1910) 等人提出显性基因互补假说。 琼斯(Jones, 1917) 进一步补充为显性连锁基因假说， 简称显性假说显性假说。. 显性假说内容内容：认为杂种优势是一种由于双亲的 显性基因全部聚集在F1引起的互补作用。n一般有利性状有利性状多由显性基因控制； 不利性状不利性状多由隐性基因控制。 普通遗传学普通遗传学 长江大学超显性假说超显性假说（Overdominance hypothesis）：）： & 超显性假说亦称亦称等位基因异质结合假说，主要由肖尔(Shull，1908)和伊斯特(East，1908)提出。 & ： 认为认为双亲基因型异质结合异质结合所引起基因间互作杂种优势，等位基因间无显隐性关系，但杂合基因间的互作 纯合基因。 普通遗传学普通遗传学 长江大学n设设：a1a1纯合基因能支配一种代谢功能，其生长量为10个单位；a2a2纯合基因能支配另一种代谢功能，其生长量4个单位；a1a2杂合等位基因则能支配两种代谢功能，其生长量10个单位。n则a1a